Sobre Mitocondria y Evolución: patología y adaptación

Lynn Margulis (1938-2011), destacada figura delevolucionismo,postuló la teoría de la endosimbiosis seriada que explicaría la aparición de lascélulas eucariotas como consecuencia de la incorporación simbiótica de diversascélulas procariotas. Según esta teoría, la célula humana sería elresultado de una simbiosis entre dos formas de vida, el núcleo-citoplasma y lamitocondria.

La mitocondria tiene unafunción muy destacada como orgánulo de la célula eucariótica ya que es la quecontrola los procesos metabólicos de ésta, algo así como su “central nuclear”.

 Hay muchos datos que apoyan claramente la teoría de Margullis,entre ellos la característica más distintiva de la mitocondria como es lapresencia de su propio ADN. Sin embargo, a lo largo de la evolución, lamitocondria ha transferido gran parte de su información genética al núcleohaciéndose de esta forma dependiente de su control. Asi pues, los genes deexpresión mitocondrial pueden ser nucleares y de herencia mendeliana o ubicarseen el propio ADN de la mitocondria (ADNmit) siendo estos de herenciaexclusivamente materna. Ambos tiposde genes pueden sufrir mutaciones que provocan un amplio espectro de patologíasmitocondriales.

El ADNmit humano es unamolécula de doble hebra, circular cerrada y compuesto por 16569 pares de basesque presenta información para 37 genes. Este ADN, presenta dos regiones muypolimórficas, carece de sistemas de reparación y se encuentra “desnudo”(reminiscencia evolutiva de su origen bacteriano). Esta desprotección, unida alelevado ambiente oxidativo en el que se encuentra, provoca una tasa demutaciones más elevada que la del ADN nuclear. La célula además presenta un número variablede mitocondrias dependiendo del metabolismo propio de cada tejido, y cadamitocondria puede presentar entre 5-10 moléculas de ADNmit.

Todo esto hace que laexpresión clínica de las patologías mitocondriales que son causadas pormutaciones en ADNmit lleve a situaciones de heteroplasmia (co-existencia de varios tipos de ADNmit en el mismoorgánulo) y a un valor umbral deexpresión de la enfermedad que será diferente en los distintos tejidos.

Por lo tanto, para entenderla patofisiología de las enfermedades mitocondriales y la herencia de éstas,debemos tener en cuenta la biología y la genética de ambos organismos: elnúcleo-citosol y la mitocondria.

Es evidente que elmetabolismo celular controlado por la mitocondria juega un papel crucial en labiología humana, mostrando una clara repercusión en su salud. Y esto nos llevaa pensar, desde una consideración evolutiva, que la propia funcionalidadmitocondrial haya podido ser relevante en la adaptación de nuestros antecesoresa nuevos ambientes.